Nomenclatura dei principali composti inorganici 1
Nomenclatura dei principali composti inorganici Ogni specie chimica viene indicata con un nome univoco, tutto questo per razionalizzare i nomi dei composti in modo che vi sia una correlazione univoca tra la formula di un composto ed il suo nome. Le regole della nomenclatura sono pubblicate dalla IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry). Esiste una nomenclatura tradizionale che e ancora utilizzata. 2
La tavola periodica viene ottenuta ordinando gli elementi in funzione della loro struttura elettronica (n atomico) 3
SIMBOLOGIA DEGLI ELEMENTI NUMERO DI MASSA CARICA IONICA 32 16 S 2+ NUMERO ATOMICO 4
Composti neutri o ioni complessi a struttura covalente (il trasferimento di elettroni non é completo) legame covalente H-Cl con trasferimento parziale di elettroni da H a Cl H Cl H δ+ -Cl δ La carica di ciascun atomo dovrebbe essere espressa da un numero frazionario di difficile determinazione Composti ionici (il trasferimento di elettroni é completo) legame ionico Na + Cl con trasferimento totale di 1 elettrone da Na a Cl (+) (-) Cl : :Na La carica di ciascun atomo viene espressa da un numero intero 5
Numero di ossidazione Definizione di numero di ossidazione (n.o.): rappresenta la carica formale, espressa in numero di elettroni, che nella formazione di un legame l atomo cede o assume, schematizzando il composto come completamente ionico ed assegnando gli elettroni di legame all atomo più elettronegativo. Il n.o. è un parametro utile nel visualizzare gli elettroni di legame. Composti covalenti - Trasferimento elettronico non completo HCl attribuzione formale degli elettroni di legame al Cl (più elettroneg.) Composti ionici - Trasferimento elettronico completo CuCl 2 il n.o. di ciascun ione coincide con la carica dello ione stesso Cu Cu 2+ carica effettiva +2 n.o. Cu = +2 Cl Cl carica effettiva -1 n.o. Cl = -1 6
Regole per la determinazione del numero di ossidazione Il n.o. di un atomo di una qualsiasi specie chimica allo stato elementare é uguale a zero Na, Fe, C, H 2, Cl 2, P 4, S 8, ecc. n.o. = 0 Il n.o. di un qualsiasi ione monoatomico é uguale alla carica dello ione Ione Na + Ba 2+ Fe 3+ Br S 2 n.o. +1 +2 +3-1 -2 Il n.o. dell idrogeno nei suoi composti é sempre uguale a +1, ad eccezione degli idruri in cui é uguale a -1 n.o. H = +1 HCl, H 2 O, HNO 3, NH 3, NH 4+, ecc. n.o. H = -1 NaH, CaH 2, B 2 H 6, ecc. Il n.o. dell ossigeno nei suoi composti é sempre uguale a -2, ad eccezione dei perossidi in cui é uguale a -1 e dei composti con il fluoro in cui é uguale a +2 n.o. O = -2 H 2 O, BaO, H 2 SO 4, Cl 2 O 5, ecc. n.o. O = -1 H 2 O 2, Na 2 O 2, ecc. n.o. O = +2 OF 2 7
Regole per la determinazione del numero di ossidazione La somma algebrica dei n.o. di tutti gli atomi in un composto neutro deve essere uguale a zero La somma algebrica dei n.o. di tutti gli atomi in uno ione poliatomico (NH 4+, SO 4 2, PO 4 3, ecc.) deve essere uguale alla carica dello ione Gli elementi dei gruppi 1, 2, 3 del sistema periodico nei loro composti hanno sempre n.o. positivo che si identifica con il numero di appartenenza del gruppo Gruppo 1 2 3 n.o. +1 +2 +3 Il n.o. massimo di un atomo di un elemento non può essere superiore al numero del gruppo di appartenenza Gruppo 4 (IV) 5 (V) 6 (VI) 7 (VII) n.o. MAX +4 +5 +6 +7 Attenzione! n.o. non coincide con il numero di legami che forma un atomo. 8
Composti I composti sono delle sostanze chimiche formate da 2 o più specie atomiche e vengono dette composti binari, ternari, ecc. H H F Nei composti gli elementi si ordinano in senso di elettronegatività crescente B C Si N P As O S Se O Cl Br Ordine con cui compaiono gli elementi nelle formule: B, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, At, I, Br, Cl, O, F perciò NH 3 e non H 3 N CH 4 e non H 4 C Sb Te 9 I At
Composti binari con l OSSIGENO OSSIDI Nella nomenclatura IUPAC i prefissi (mono), di, tri, indicano il numero di atomi di O e dell altro elemento, altrimenti si può utilizzare la notazione di Stock. CaO Ossido di calcio CO Ossido di carbonio Ossido di carbonio(ii) (Monossido di C) CO 2 Diossido di carbonio Ossido di carbonio(iv) SO 2 Diossido di zolfo Ossido di zolfo(iv) SO 3 Triossido di zolfo Ossido di zolfo(vi) NO Ossido di azoto Ossido di azoto(ii) NO 2 Diossido di azoto Ossido di azoto(iv) N 2 O Ossido di diazoto Ossido di azoto(i) FeO Ossido di ferro Ossido di ferro(ii) Fe 2 O 3 Triossido di diferro Ossido di ferro(iii) Eccezione OF 2 difloruro di ossigeno 10
La nomenclatura tradizionale fa distinzione tra: Composti fra ossigeno e un metallo: ossidi BASICI Composti fra ossigeno e un non metallo: ossidi ACIDI o ANIDRIDI Suffissi OSO e ICO Suffissi OSA e ICA e prefissi IPO e PER FeO Fe 2 O 3 Cu 2 O CuO Ossido ferroso Ossido ferrico Ossido rameoso Ossido rameico N 2 O 3 N 2 O 5 SO 2 SO 3 Cl 2 O Cl 2 O 3 Cl 2 O 5 Cl 2 O 7 Anidride nitrosa Anidride nitrica Anidride solforosa Anidride solforica Anidride ipoclorosa Anidride clorosa Anidride clorica Anidride perclorica 11
Altri composti con l OSSIGENO: PEROSSIDI (contengono un legame covalente tra due atomi di O) Na 2 O 2 Perossido di sodio H 2 O 2 Perossido di idrogeno o acqua ossigenata SUPEROSSIDI (composti ionici contenenti O 2 ) KO 2 Superossido di potassio 12
Composti binari con l IDROGENO: ACIDI NON OSSIGENATI o IDRACIDI Sono formati dall idrogeno più un elemento del gruppo VI o VII. Nella nomenclatura IUPAC vengono indicati allo stesso modo di tutti i composti binari: nome dell elemento più elettronegativo + desinenza uro + di idrogeno Nella nomenclatura tradizionale si indicano come: Acido + (radice nome elemento non metallico) + suffisso idrico, si chiamano anche IDRACIDI HF Fluoruro di idrogeno acido fluoridrico HCl Cloruro di idrogeno acido cloridrico HBr Bromuro di idrogeno acido bromidrico HI Ioduro di idrogeno acido iodidrico H 2 S Solfuro di diidrogeno acido solfidrico HCN Cianuro di idrogeno acido cianidrico 13
IDRURI Composti formati dall idrogeno con elementi metallici del I e II gruppo Idruro + nome dell elemento metallico NaH Idruro di sodio LiH Idruro di litio CaH 2 Idruro di calcio Nomi d uso H 2 O Acqua NH 3 Ammoniaca PH 3 Fosfina AsH 3 Arsina B 2 H 6 Diborano N 2 H 4 Idrazina 14
IDROSSIDI Composti ionici formati da un catione metallico e da uno o più gruppi OH che ne neutralizzano la carica. Si indicano come idrossido + nome del metallo + stato di ossidazione, che nella nomenclatura IUPAC viene indicato con la notazione di Stock, mentre in quella tradizionale con i suffissi oso e ico. NaOH idrossido di sodio Mg(OH) 2 diidrossido di magnesio idrossido di magnesio Fe(OH) 3 triidrossido di ferro(iii) idrossido ferrico Fe(OH) 2 diidrossido di ferro(ii) idrossido ferroso 15
Ioni monoatomici CATIONI IUPAC: IONE + NOME dell ELEMENTO precisando tra parentesi in NUMERO ROMANO il numero di ossidazione dello ione (notazione di Stock), quando necessario. TRADIZIONALE: se uno ione può avere più n.o. si indica il nome dell elemento con suffissi OSO (carica più bassa) o ICO (carica più elevata). Ca 2+ Ione calcio Ione calcio Zn 2+ Ione zinco Ione zinco Na + Ione sodio Ione sodio Cu 2+ Ione rame(ii) Ione rameico Cu + Ione rame(i) Ione rameoso Fe 3+ Ione ferro(iii) Ione ferrico Fe 2+ Ione ferro(ii) Ione ferroso 16
ANIONI Ioni monoatomici IONE + NOME dell ELEMENTO + desinenza URO. Br F Cl S 2 P 3 Ione bromuro Ione floruro Ione cloruro Ione solfuro Ione fosfuro Eccezioni: H Ione idruro Non idrogenuro O 2 Ione ossido Non ossigenuro N 3 Ione nitruro Non azoturo 17
Ioni poliatomici CATIONI Ione + nome dell elemento legato all idrogeno + desinenza onio H 3 O + PH 4 + Ione ossonio Ione fosfonio Eccezione: NH 4 + Ione ammonio (non azotonio) 18
Ioni poliatomici ANIONI Ione + nome elemento + desinenza -uro S 2 2 CN C 2 2 Ione disolfuro Ione cianuro Ione carburo ECCEZIONI: OH ione idrossido O 2 2 Ione perossido O 2 Ione superossido 19
OSSOANIONI Nella nomenclatura IUPAC l elemento centrale, che assume la desinenza ato, viene preceduto dal termine ione, mentre il numero di atomi di O legati all atomo centrale viene precisato con prefissi (di, tri, ). Si può aggiungere l indicazione del n.o. dell elemento centrale con la notazione di Stock. Nella nomenclatura tradizionale, i diversi n.o. sono indicati usando suffissi ito e ato, insieme ai prefissi ipo e per a indicare il n.o. più basso e più alto, rispettivamente. SO 2 3 SO 2 4 NO 2 NO 3 ione solfato(iv) (ione solfito) ione triossosolfato ione solfato(vi) (ione solfato) ione tetraossosolfato ione nitrato(iii) (ione nitrito ) ione diossonitrato ione nitrato(v) (ione nitrato) ione triossonitrato 20
CO 3 2 ione carbonato(iv) (ione carbonato) ione triossocarbonato ClO ione clorato(i) (ione ipoclorito) ione (mono)ossoclorato ClO 2 ione clorato(iii) (ione clorito) ione diossoclorato ClO 3 ione clorato(v) (ione clorato) ione triossoclorato ClO 4 ione clorato(vii) (ione perclorato) ione tetraossoclorato 21
ACIDI derivanti da anidridi(ossoacidi) Gli acidi che derivano dalle anidirdi sono chiamati OSSOACIDI. Sono composti formati da un atomo di un elemento legato ad uno o più gruppi OH e ad eventuali atomi di ossigeno. Nomenclatura IUPAC: Si mantiene il nome dell ossoanione corrispondente togliendo il termine ione e specificando il nome acido e sostituendo ato con ico. H 2 CO 3 Acido triossocarbonico (IV) carbonato di diidrogeno Esempi: HNO 2 Acido diossonitrico(iii) HNO 3 Acido triossonitrico(v) H 2 SO 3 Acido triossosolforico(iv) H 2 SO 4 Acido tetraossosolforico(vi) 22
ACIDI derivanti da anidridi (OSSOACIDI) Nella nomenclatura tradizionale si usa il nome dell ossoanione corrispondente, sostituendo a ione la parola acido e variando la desinenza: -ito diventa oso -ato diventa ico SO 2 3 SO 2 4 NO 2 NO 3 ione solfito H 2 SO 3 Acido solforoso ione solfato H 2 SO 4 Acido solforico ione nitrito HNO 2 Acido nitroso ione nitrato HNO 3 Acido nitrico Se inoltre sono presenti più stati di ossidazione si usano anche i prefissi ipo e per a indicare il n.o. più basso e più alto, rispettivamente. 23
ACIDI derivanti da anidiridi (OSSOACIDI) OSSOACIDI META-PIRO-ORTO: Nella nomenclatura tradizionale degli acidi ossigenati vengono usati i prefissi orto, meta e piro per indicare i diversi gradi di idratazione di acidi aventi l'atomo centrale nello stesso stato di ossidazione. Le anidridi di alcuni Non Metalli (P, As, Sb, B, Si) possono reagire con acqua in diverse proporzioni, formando acidi diversi: Anidride + 1H 2 O acido meta Anidride + 2H 2 O acido piro Anidride + 3H 2 O acido orto In genere il prefisso "orto" è sottinteso: P 2 O 5 + H 2 O HPO 3 acido metafosforico P 2 O 5 + 2H 2 O H 4 P 2 O 7 acido pirofosforico P 2 O 5 + 3H 2 O H 3 PO 4 acido (orto)fosforico o fosforico
Alcuni esempi di OSSOACIDI HClO Acido ossoclorico(i) acido ipocloroso HClO 2 Acido diossoclorico(iii) acido cloroso HClO Acido triossoclorico(v) 3 acido clorico HClO Acido tetraossoclorico (VII) 4 acido perclorico HIO Acido tetraossoiodico (VII) 4 acido periodico H 2 CrO 4 Acido tetraossocromico(vi) acido cromico H 3 AsO Acido triossoarsenico(iii) 3 acido arsenioso H 3 AsO 4 Acido tetraossoarsenico(v) acido arsenico 24
SALI con anioni derivanti da idracidi Composti formati da un catione e un anione. Nomenclatura IUPAC e tradizionale: nome dell anione (desinenza uro) + di + nome catione KCl cloruro di potassio NH 4 F fluoruro d ammonio Nella nomenclatura IUPAC i prefissi (mono), di, tri,. precisano il numero di atomi (oppure si usa notazione di Stock), mentre nella nomenclatura tradizionale sono usati i prefissi e suffissi visti in precedenza. CaCl 2 dicloruro di calcio cloruro di calcio KCN cianuro di potassio cianuro di potassio Na 2 S solfuro di disodio solfuro di sodio FeCl 2 dicloruro di ferro cloruro di Fe(II) cloruro ferroso FeCl 3 tricloruro di ferro cloruro di Fe(III) cloruro ferrico CuCl cloruro di rame cloruro di Cu(I) cloruro rameoso CuCl 2 dicloruro di rame cloruro di Cu(II) cloruro rameico 25
SALI con anioni derivanti da ossoacidi Composti formati dall anione di un ossoacido e da un metallo. Sia la nomenclatura IUPAC che quella tradizionale mantengono il nome dell ossoanione corrispondente, omettendo il termine ione e specificando il nome del catione. CaSO 3 solfato(iv) di calcio solfito di calcio triossosolfato di calcio CaSO 4 solfato(vi) di calcio solfato di calcio tetraossosolfato di calcio Na 2 SO 4 solfato(vi) di disodio solfato di sodio tetraossosolfato di disodio KNO 2 nitrato(iii) di potassio nitrito di potassio diossonitrato di potassio 26
NaNO 3 nitrato(v) di sodio nitrato di sodio triossonitrato sodio Na 3 PO 4 fosfato(v) di trisodio ortofosfato di sodio tetraossofosfato di trisodio SALI contenenti atomi di idrogeno Sia la nomenclatura IUPAC che quella tradizionale mantengono il nome del sale corrispondente premettendo il termine idrogeno. NaHCO 3 Idrogeno carbonato(iv) di sodio Idrogeno carbonato di sodio bicarbonato di sodio KHSO 3 Idrogeno solfato(iv) di potassio Idrogeno solfito di potassio bisolfito di potassio NaH 2 PO 4 Diidrogeno fosfato(v) di sodio Diidrogeno fosfato di sodio 27
Come si ottengono i composti chimici??? Elementi metalli +O 2 ossidi basici non metalli ossidi acidi +O 2 +H 2 O +H 2 O idrossidi ossoacidi sali 28
Idruri Composti binari dell idrogeno con elementi fortemente elettropositivi (metalli alcalini e alcalino terrosi). In H 2 O si decompongono liberando H 2 e formando soluzioni basiche (si comportano come basi forti formando idrossidi). LiH + H 2 O Li + + OH - + H 2 Idrossidi Sono sostanze fortemente basiche che si ottengono per reazione degli ossidi basici con H 2 O: K 2 O + H 2 O 2 KOH Idracidi In H 2 O gli idracidi si ionizzano in H + (aq) e X - (aq) formando soluzioni acide. HCl + H 2 O H 3 O + (aq) + Cl - (aq) 29
Ossoacidi Si ottengono per reazione degli ossidi acidi (o anidridi) con H 2 O: In soluzione acquosa liberano ioni H +. SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 HNO 3 + H 2 O H 3 O + (aq) + NO 3 - (aq) In base al numero di protoni che la molecola può liberare (idrogeni salificabili) gli ossoacidi vengono suddivisi in: Monoprotici: HNO 2 HClO HNO 3 Diprotici: H 2 SO 4 H 2 MnO 4 H 2 CO 3 Triprotici: H 3 PO 4 H 3 BO 3 H 3 AsO 4 Sali Si ottengono per reazioni fra una base ed un acido (reazioni di neutralizzazione): 2 KOH + H 2 SO 4 K 2 SO 4 + 2 H 2 O 2 Al(OH) 3 + 3 H 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 + 6 H 2 O 30
Calcolare il numero di ossidazione di tutti gli elementi presenti nei diversi composti: CaSO 3 [+2,+4,-2] Na 2 CO 3 [+1,+4,-2] CO 2 [+4,-2] ZnCl 2 [+2,-1] NH 3 [-3,+1] NH 4 Cl [-3,+1,-1] CaF 2 [+2,-1] SiO 2 [+4,-2] H 2 SO 4 [+1,+6,-2] Ba(OH) 2 [+2,-2,+1] O 2 [0] Fe +3 [+3] NaHCO 3 [+1,+1,+4,-2] NO - 3 [+5,-2] HPO 2-4 [+1,+5,-2] K 2 Cr 2 O 7 [+1,+6,-2] HS - [+1,-2] 31
Scrivere il nome dei seguenti composti o ioni CaSO 3 ZnCl 2 NH 3 NH 4 Br Cr +2 Na 2 CO 3 CaF 2 SiO 2 H 2 CrO 4 NO 3 - Ba(OH) 2 [triossosolfato (IV) di calcio] [dicloruro di zinco] [ammoniaca] [bromuro di ammonio] [ione cromo (II)] [triossocarbonato (IV) di sodio] [difloruro di calcio] [diossido di silicio] [acido tetraossocromico (VI)] [ione triossonitrato (V)] [idrossido di bario] 32
Scrivere la formula dei seguenti composti o ioni Pentacloruro di fosforo [PCl 5 ] Ammoniaca [NH 3 ] Acido diossonitrico [HNO 2 ] Triidrossido di alluminio [Al(OH) 3 ] Solfuro di zinco [ZnS] Perossido di potassio [K 2 O 2 ] Pentossido di di vanadio [V 2 O 5 ] Seleniuro di cadmio [CdSe] Ioduro di cesio [CsI] Tetracloruro di zolfo [SCl 4 ] Idruro di potassio [KI] Ione stagno (IV) [Sn +4 ] Ione ammonio [NH 4+ ] Tetraossoclorato (VII) di litio [LiCLO 4 ] Acido fluoridrico [HF] Anidride carbonica [CO 2 ] Idruro di magnesio [MgH 2 ] 33